Вопросы радиоэлектроники. 2019; : 60-64
Экспериментальная проверка математической модели неинвазивного метода определения концентрации глюкозы в крови
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-11-60-64Аннотация
В процессе разработки неинвазивного метода определения концентрации глюкозы в крови на базе измерения поглощения света кровесодержащим органом была создана математическая модель устройства, обеспечивающего проведение измерений по данному методу. Указанная модель подразумевает составление и решение системы (или набора систем) линейных уравнений, неизвестными в которых являются концентрации различных поглощающих компонентов. Поскольку модель является уязвимой с точки зрения вероятности сходимости решения системы уравнений, для ее верификации был проведен ряд экспериментов. В настоящей работе рассматриваются методика проведения и результаты экспериментов по проверке предложенной математической модели на реальных биологических образцах. Определены рабочие длины волн в спектральных диапазонах, являющихся оптимальными для измерения концентрации глюкозы в крови, установлена корреляция измеренных и расчетных по разработанной математической модели значений.
Список литературы
1. Базаев Н. А., Маслобоев Ю. П., Селищев С. В. Оптические методы неинвазивного определения уровня глюкозы в крови // Медицинская техника. 2011. № 6. С. 29–33.
2. Шаповалов В. В., Гуревич Б. С., Медведев О. С. Неинвазивное определение концентрации глюкозы в крови с использованием полихромного источника света с управляемым спектром // Биомедицинская радиоэлектроника. 2016. № 8. С. 59–62.
3. Gurevich B. S., Shapovalov V. V., Dudnikov S. Yu., Zagorskiy I. G. Spectroscopic non-invasive method for monitoring glucose concentration in human blood // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2018. No. 9 (6). P. 1022–1025.
4. Сетейкин А. Ю. Модель расчета температурных полей, возникающих при воздействии лазерного излучения на многослойную биоткань // Оптический журнал. 2005. Т. 72. № 7. C. 42–47.
5. Астафьева Л. Г., Желтов Г. И., Рубанов А. С. Моделирование процесса нагрева сосудов крови лазерным излучением // Оптика и спектроскопия. 2001. Т. 90. № 2. C. 287–292.
6. Астафьева Л. Г., Желтов Г. И. Динамика температурного поля внутри кровеносного сосуда под действием лазерного излучения // Оптика и спектроскопия. 2005. Т. 98. № 4. C. 689–694.
7. Painthankar D. Y., Ross V. E., et al. Acne treatment with a 1450 nm wavelength laser and cryogen spray cooling // Laser in Surgery and Medicine. 2002. Vol. 31. No. 2. P. 106–114.
Issues of radio electronics. 2019; : 60-64
Mathematical model experimental verification for non-invasive method of glucose concentration in blood determination
https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-11-60-64Abstract
The mathematical model of the device which provides performance of the non-invasive measurements of glucose concentration in blood has been created. The model includes composition and solution of the system (or the set of systems) of linear equations in which the concentrations of different absorbing components are variables. This model has some problems from the point of view of the equation system solution convergence, and it was necessary to perform some experiments for the model verification. The present paper is devoted to the experiments performance methods and results for the mentioned mathematical model verification. The study allowed us to determine the working wavelengths in the spectral ranges that are optimal for measuring the concentration of glucose in the blood, and to establish the correlation of the measured and calculated values according to the developed mathematical model.
References
1. Bazaev N. A., Masloboev Yu. P., Selishchev S. V. Opticheskie metody neinvazivnogo opredeleniya urovnya glyukozy v krovi // Meditsinskaya tekhnika. 2011. № 6. S. 29–33.
2. Shapovalov V. V., Gurevich B. S., Medvedev O. S. Neinvazivnoe opredelenie kontsentratsii glyukozy v krovi s ispol'zovaniem polikhromnogo istochnika sveta s upravlyaemym spektrom // Biomeditsinskaya radioelektronika. 2016. № 8. S. 59–62.
3. Gurevich B. S., Shapovalov V. V., Dudnikov S. Yu., Zagorskiy I. G. Spectroscopic non-invasive method for monitoring glucose concentration in human blood // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2018. No. 9 (6). P. 1022–1025.
4. Seteikin A. Yu. Model' rascheta temperaturnykh polei, voznikayushchikh pri vozdeistvii lazernogo izlucheniya na mnogosloinuyu biotkan' // Opticheskii zhurnal. 2005. T. 72. № 7. C. 42–47.
5. Astaf'eva L. G., Zheltov G. I., Rubanov A. S. Modelirovanie protsessa nagreva sosudov krovi lazernym izlucheniem // Optika i spektroskopiya. 2001. T. 90. № 2. C. 287–292.
6. Astaf'eva L. G., Zheltov G. I. Dinamika temperaturnogo polya vnutri krovenosnogo sosuda pod deistviem lazernogo izlucheniya // Optika i spektroskopiya. 2005. T. 98. № 4. C. 689–694.
7. Painthankar D. Y., Ross V. E., et al. Acne treatment with a 1450 nm wavelength laser and cryogen spray cooling // Laser in Surgery and Medicine. 2002. Vol. 31. No. 2. P. 106–114.
